licznik Geigera - Mullera, Nr ˙wiczenia :


Nr ćwiczenia :

42

Temat ćwiczenia :

Pomiar współczynnika absorbcji promieni emitowanych przez Pa w równowadze promieniotwórczej z U w glinie przy użyciu licznika Geigera - Mullera

Wydział :

FTiMK

Data :

19.11.1999

Zespół nr .

6

Imię i nazwisko :

Elżbieta Pojnar

Grupa :

II

Ocena :

Promienie β pierwiastków radioaktywnych stanowią strumienie elektronów ujemnych o prędkościach zmieniających się w sposób ciągły od 0 do pewnej wartości maksymalnej , charakterystycznej dla danego pierwiastka . Ich zdolność jonizacyjna i przenikliwość zależą od energii . Promienie o dużych energiach , do 3 MeV zwane twardymi , przenikają przez blachy Al. grubości kilku milimetrów i warstwy powietrza grubości kilku metrów . Podczas przechodzenia przez materię cząstki β tracą energię na skutek oddziaływań z atomami absorbenta i zmieniają kierunek ruchu . Strumień elektronów rozprasza się i ulega absorbcji .

Wiązka równoległych promieni β o natężeniu J po przejściu warstwy substancji grubości x posiada natężenie J wyrażające się wzorem :

J = J

gdzie μ - współczynnik absorpcji promieni β danego pierwiastka radioaktywnego dla uważanej substancji . Jednostką μ jest cm. Cząstki β powstają na skutek rozpadu kilku pierwiastków należących do szeregu promieniotwórczego uranu U , którego okres połowicznego rozpadu wynosi T = 4,5 lat . Uran U na skutek emisji cząstek α przechodzi w Th /UX , którego czas połowicznego rozpadu wynosi T = 241 dni . Z kolei Th /UX w dalszym ciągu emituje cząstki β oraz promienie γ i przechodzi w promieniotwórczy , którego czas połowicznego rozpadu wynosi T = 1,14 minut . Pierwiastek ten emituje dwie grupy cząstek β o dwóch różnych energiach maksymalnych (2,31 MeV i 1,52 MeV ) , a zatem różnych współczynnikach absorpcji . Cząstki o dużej energii 2,31 MeV stanowią ułamek procentu całego promieniowania β. Pozostałe grupy promieni β pochodzące od dalszych członów szeregu uranowego , występujące nawet w większych ilościach nie wpływają na wyniki pomiaru , ponieważ są tak miękkie , że zostają zaabsorbowane przez płytki Al. o grubości około 0,1 mm .

W celu wyznaczenia μ przykrywamy źródło promieni β kolejno płytkami blachy aluminiowej o różnych grubościach x i mierzymy liczbę cząstek β przechodzących w minucie przez płytkę

oraz piszemy równania dla dwóch warstw x, x i logarytmujemy je stronami :

log J= log J- μ xlog e

log J= log J- μ xlog e

Stąd mamy :

μ =

Dokładniejsze postępowanie polega na mierzeniu natężeń przy stopniowo wzrastającej grubości absorbenta i sporządzeniu wykresu log J jako funkcji x . Wykres ten powinien być linią prostą .

Przystępuję do wykonania ćwiczenia .

Pomiar współczynnika absorpcji dla aluminium . Otrzymane wyniki przedstawiam w tabelce:

N= 222

Lp.

x[mm]

t [s]

N

N- N

ln (N- N)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

0

0,08

0,16

0,24

0,32

0,49

0,57

0,65

0,73

0,81

0,98

1,06

1,14

1,22

1,30

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

6435

4797

4181

3625

3244

2544

2278

2054

1855

1613

1219

1120

997

932

854

5213

4575

3959

3403

3022

2322

2056

1832

1633

1391

997

898

775

710

632

8,559

8,429

8,289

8,132

8,014

7,760

7,628

7,613

7,398

7,238

6,904

6,800

6,653

6,565

6,448

Wyznaczam tło licznika , czyli liczbę cząstek zliczonych w ciągu 1 minuty bez preparatu radioaktywnego .

10 minut - 2220 cząstek

1 minuta - 222cząstek

Obliczam współczynnik absorpcji dla aluminium , korzystając ze wzoru :

μ =

Podstawiając wartości liczbowe otrzymujemy :

μ == 1,6[]

Wykres zależności ln(N- N) od grubości płytki przedstawia rysunek nr 1.

Błędy liczę korzystając z regresji liniowej :

S

S

2. Pomiar współczynnika absorpcji dla mosiądzu . Otrzymane wyniki przedstawiam w tabelce:

N= 222

Lp.

x[mm]

t [s]

N

N- N

ln (N- N)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

0

0,07

0,14

0,21

0,28

0,36

0,43

60

60

60

60

60

60

60

5435

3360

2109

1557

1123

766

621

5213

3138

1887

1335

901

544

399

8,559

8,051

7,543

7,197

6,804

6,299

5,989

Wyznaczam tło licznika , czyli liczbę cząstek zliczonych w ciągu 1 minuty bez preparatu radioaktywnego .

10 minut - 2220 cząstek

1 minuta - 222cząstek

Obliczam współczynnik absorpcji dla mosiądzu , korzystając ze wzoru :

μ =

Podstawiając wartości liczbowe otrzymujemy :

μ == 5,9[]

Wykres zależności ln(N- N) od grubości płytki przedstawia rysunek nr 2.

Błędy liczę korzystając z regresji liniowej :

S

S

Otrzymany przeze mnie wynik jest w dużym stopniu obarczony błędem , gdyż badany preparat oprócz cząstek β- wysyła jeszcze dość przenikliwe promieniowanie γ na które reaguje licznik , chociaż z małą wydajnością . Cząstki rejestrowane przez licznik Geigera - Mullera pochodzą od tła licznika i od promieniowania γ . Wpływ na wynik ma zapewne mała liczba obserwowanych impulsów . Aby uzyskać wynik z dokładnością do 1% należy obserwować około 10000 impulsów .



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Sprawozdanie nr 1, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mulle
Wyznaczenie charakterystyki licznika Geigera Mullera
ĆWICZENIE 501, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i
Ćwiczenie 1, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i b
LABORATORIUM FIZYKI cw1, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera
ĆWICZENIE 501LAST, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mulle
fiza2, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i badanie
Detekcja promieniowania, Fizyka- Detekcja promieniowania jądrowego za pomocą licznika Geigera-Muller
Wyznaczanie charakterystyki oraz czasu rozdzielczego licznika Geigera - Mullera, Pollub MiBM, fizyka
,Laboratorium podstaw fizyki,?tekcja promieniowania jądrowego za pomocą licznika Geigera Mullera
Poprawa sprawozdania kwant gamma cw 15, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka l
Ćwiczenie 1 2, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i
Sprawko - Licznik Geigera-Mullera, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka liczni
LAB 1, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i badanie
LF 2 lab 4 +wiczenie 1, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geigera-
1-licznik geigera-mullera, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 50-Charakterystyka licznika Geige

więcej podobnych podstron